91. NODAĻ A . KAS IR B IOLOĢ I JA?

BIOLOĢIJA IR ZINĀTNE PAR DZĪVAJIEM ORGANISMIEM

KAS IR BIOLOĢIJA?

• iepazīsi, kādas ir bioloģijas apakšnozares un to pētījumu objekti;

• dotajos piemēros mācīsies saskatīt dažādu bioloģijas apakšnozaru pētījumu objektus;

• iepazīsi bioloģijas zinātnes attīstības vēsturi;

• iepazīsi, kāda ir bioloģijas zināšanu nozīme dažādās cilvēka profesionālās darbības jomās un ikdienas dzīvē;

• veiksi eksperimentu, lai pārbaudītu, kādi apstākļi nepieciešami pienskābes baktēriju darbībai.

1.1.

1.

Šajā tematā tu

10 B IOLOĢ I JA 7. K L ASE I

KO PĒTA BIOLOĢIJA?

Bioloģija ir zinātne, kas pēta dzīvos organismus visos līmeņos (šūna, audi, orgāni, ekosistēmas u. c.). Bioloģija pēta dzīvo organismu daudzveidību, uzbūvi, dzīvības procesus, mijiedarbību ar vidi. Tā ir zinātņu kopums, ko veido daudzas apakšnozares, kuras specializējas konkrētu organismu vai dzīvības norišu pētīšanā.

Izlasi dotos teksta fragmentus!

1796. gadā angļu ārsts Edvards Dženers izgudroja

vakcināciju pret bakām – vīrusu izraisītu slimību,

kura vēl 20. gadsimtā izraisīja 300–500 miljonu sa-

slimušo nāvi. Kopš 20. gs. 70. gadiem, pateicoties

vakcinācijai un citiem pasākumiem, slimība ir uz-

varēta, bet 1980. gadā tika oficiāli paziņots, ka tā ir

izskausta visā pasaulē, jo saslimstība ar bakām vairs

netika konstatēta.

Vakcīna pret tuberkulozi ir viena no senāka-

jām pasaulē. Vakcinācija pret šo baktēriju iz-

Vārds “bioloģija” ir cēlies no grieķu valodas. Bios nozīmē

“dzīvība”, un logos – “mācība”. Šo jēdzienu sāka lietot

18. gs. beigās.

Darbojies pats – padziļini izpratni!

raisīto infekciju tika uzsākta 1921. gadā, bet kopš

1974. gada tā iekļauta Pasaules veselības orga-

nizācijas paplašinātajā imunizācijas programmā.

Saslimstību ar tuberkulozi pasaulē un Latvijā nav

izdevies izskaust, tomēr vakcinācija pasargā no

nāvējošām un smagām slimības formām, tādē-

jādi mazinot bērnu mirstību. Mūsdienās pasaulē

ar tuberkulozi ik gadu saslimst 20 miljoni cilvēku,

bet 3 miljoni gadā no tās mirst.

Ar kādu bioloģijas apakšnozaru pētījumiem ir saistīti tekstā aprakstītie bioloģijas sasniegumi? Kāda ir šo sasniegumu nozīme mūsdienās?

Molekulārā bioloģija pēta vielu pārvērtības organismos.

B IOLOĢ I JA IR Z INĀTNE PAR DZ ĪVA J I EM ORGAN ISMIEM

Ģenētika pēta organismu iedzimtību.

Anatomija pēta organismu uzbūvi.

Parazitoloģija pēta organismu parazītus.

Embrioloģija pēta organismu embrionālo attīstību.

Fizioloģija pēta orga- nismu dzīvības procesus.

Evolūcija pēta dabas vēsturisko attīstību.

Ekoloģija pēta organismu un vides mijiedarbību.

Šūnu bioloģija pēta šūnu uzbūvi un funkcijas.

Zooloģija pēta dzīvniekus.

Botānika pēta augus.

Mikoloģija pēta sēnes.

Mikrobioloģija pēta visus mikroorganismus.

Virusoloģija pēta vīrusus.

111. NODAĻ A . KAS IR B IOLOĢ I JA?

KĀ IR VEIDOJUSIES BIOLOĢIJA KĀ ZINĀTNE? Dzīvās dabas pētīšanai visos laikos ir bijusi liela loma

cilvēka dzīvē un darbā. Jau senatnē cilvēks centās izzināt, kurus augus, dzīvniekus un sēnes var izmantot pārtikai, apģērbam un mājokļa gatavošanai, bet kuri ir indīgi un bīstami. Cilvēkam bija nepieciešams iepazīt arī savu ķermeni, lai rūpētos par savu veselību.

Jau tālā pagātnē dabas pētnieki aprakstīja savus novē-rojumus par augu un dzīvnieku pazīmēm un to, kādi apstākļi nepieciešami to augšanai un izplatībai. Vairākus gadsimtus pirms mūsu ēras sāka pētīt un aprakstīt cilvēku iekšējo uzbūvi un ārstēšanu.

Aristotelis

Sengrieķu filozofs un zinātnieks Aristotelis 4. gs. p.m.ē. sarakstīja dar-

bus “Dzīvnieku vēsture”, “Dzīvnieku izcelšanās”, “Dzīvnieku daļas”, ku-

ros apkopoja ilggadējus pētījumus un novērojumus. Viņa darbi ir pār-

tulkoti vairākās valodās.

B IOLOĢ I JA IR Z INĀTNE PAR DZ ĪVA J I EM ORGAN ISMIEM

Vezālija zīmētais cilvēka skelets

Teofrasta “Augu vēstures” atkārtots

1644. g. izdevums

Noskenējot šo QR kodu, tu atradīsi plašāku informāciju par bioloģijas zinātnes attīstības vēsturi.

R. Huka mikroskopa

palielinājums bija

salīdzinoši neliels –

40 reizes.

17. gs. mikroskopus

sauca arī par blusu

stikliem, jo saviesīgos

pasākumos tos

izmantoja izklaidei,

piemēram, blusu

apskatei.

Teofrasts

Sengrieķu zinātnieks un filozofs Teofrasts jau 3. gs. p.m.ē. savos darbos

“Augu vēsture” un “Par augiem” aprakstīja vairāk nekā 450 augu sugas.

Līdz viduslaikiem tas bija nozīmīgākais ieguldījums botānikas attīstībā.

Andreass Vezālijs

Flāmu anatoms Andreass Vezālijs 16. gs. zaga uz nāvi notiesāto noziedz-

nieku līķus, slepus tos secēja un pētīja orgānu uzbūvi. 1543.  g. viņš izdeva

grāmatu “Par cilvēka ķermeņa uzbūvi”, kurā pirmoreiz detalizēti aprak-

stīta cilvēka ķermeņa uzbūve un apkopoti orgānu sistēmu zīmējumi.

Roberts Huks

1665. g. angļu dabaszinātnieks Roberts Huks, ar pašdarinātu mikrosko-

pu pētot korķa slāni, saskatīja auga šūnas. Savas dzīves laikā R. Huks

veica pētījumus dažādās dabaszinātņu nozarēs, piemēram, paleonto-

loģijā, astronomijā, dzīvnieku anatomijā.

maconis.zvaigzne.lv/qr/3

12 B IOLOĢ I JA 7. K L ASE I

KĀ BIOLOĢIJA ATTĪSTĀS MŪSDIENĀS?

Mūsdienās bioloģijas attīstībā liela nozīme ir citu zinātņu sasniegumiem, piemēram, elektronmikroskopa izgudrošana ir devusi iespēju aplūkot dažādus mikroskopiskus objektus, palielinot to attēlus pat miljoniem reižu.

Mūsdienās notiek dažādu dabaszinātņu nozaru saplūšana, piemēram, biologiem sadarbojoties

ar ķīmiķiem, ir radusies jauna nozare – bioķīmija, kas pēta organismu ķīmisko

sastāvu un vielu pārvērtības tajos. Fizikas un inženierzinātņu at-

tīstība dod iespēju bioloģijas pētījumos izmantot dažādas iekārtas.

Mūsdienās bioloģijas pētījumu loks sniedzas no dažus nanometrus (1 nm = 10-9 m) mazu šūnu un molekulu struktūru līdz apjomīgu ekosistēmu, piemēram, Baltijas jūras pētījumiem.

Zinātniskajiem pētījumiem nepieciešamo tehnisko līdzekļu

izgudrošana ir veicinājusi tā-du bioloģijas apakšnozaru kā

mikrobioloģija, šūnu un molekulārā bioloģija attīstību. Pēdējos 50 gados ir

ļoti strauji attīstījušās jaunas bioloģijas apakšnozares – biotehnoloģija un gēnu

inženierija.

B IOLOĢ I JA IR Z INĀTNE PAR DZ ĪVA J I EM ORGAN ISMIEM

1931. g. vācu fiziķis Ernsts

Ruska izgudroja pirmo

elektronmikroskopu, ar kuru

pētāmos objektus varēja aplūkot

400 reižu lielā palielinājumā.

Mūsdienās elektronmikroskopi (att. augšā) palielina

pētāmā objekta attēlu līdz

10 000 000 reižu, un ar to

palīdzību ir iespējams aplūkot

šūnu sastāvdaļas, kas nav

redzamas gaismas mikroskopā,

un vīrusus (att. pa kreisi).

Gēnu inženierija

Gēnu inženierija ir organisma iedzimtības materiāla

mērķtiecīga izmainīšana, lai radītu jaunas, vēlamas

pazīmes vai atbrīvotos no nevēlamām pazīmēm. Ar

gēnu inženierijas palīdzību ir iegūti baktēriju celmi,

kas ražo cilvēku ārstēšanai nepieciešamo insulīnu

un citus ārstnieciskos preparātus. Gēnu inženieriju

plaši izmanto arī augu ģenētiskajā modificēšanā.

Biotehnoloģija

Par biotehnoloģiju sauc jebkuru tehnoloģiju, kura

izmanto šūnas, audus vai organismus, lai iegūtu no-

teiktu produktu vai sasniegtu citu cilvēkam vajadzīgu

mērķi. Piemēram, zinātnieki ir izstrādājuši metodes,

kā, veicot cilvēku DNS analīzes, noteikt paņemtā DNS

parauga atbilstību konkrētam cilvēkam, cilvēku rad-

niecību vai saslimstību ar iedzimtām slimībām.

Izmantojot papildu informācijas avotus, SAMEKLĒ kādu, tavuprāt, nozīmīgu bioloģijas atklājumu! Kopā ar klasesbiedriem IZVEIDO prezentāciju, sakārtojot

bioloģijas atklājumus hronoloģiskā secībā no vecākā līdz jaunākajam!

131. NODAĻ A . KAS IR B IOLOĢ I JA?

KĀDA IR BIOLOĢIJAS ZINĀŠANU NOZĪME TAUTSAIMNIECĪBĀ?

B IOLOĢ I JA IR Z INĀTNE PAR DZ ĪVA J I EM ORGAN ISMIEM

Selekcija

Cieši saistīta ar lauksaimniecību un mežkopību

ir selekcija – zinātne, kas rada jaunas kultūraugu un

mājdzīvnieku šķirnes, kā arī uztur un uzlabo jau eso-

šās šķirnes. Ar selekciju Latvijā nodarbojas gan pēt-

Mūsdienās bioloģijas zināšanas ir nepieciešamas gan ikdienas dzīvē, gan dažādās profesijās. Latvijas tautsaimniecībā ļoti nozīmīgas nozares ir lauksaimniecība un mežkopība. Lauksaimnieki nodarbojas ar kultūraugu audzēšanu un lopkopību.

nieciskās iestādes, gan privātie selekcionāri. Latvijas

Universitātes Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas insti-

tūtā tiek selekcionēti arī mikroorganismi.

Mūsdienās Latvijā tiek audzētas vairāk nekā

10 šķirņu govis. Piena daudzums un sastāvs dažādām

govju šķirnēm ir atšķirīgs. Lai iegūtu vairāk piena,

govīm jānodrošina sabalansēta barība un piemēroti

audzēšanas apstākļi.

Latvijas valsts mežos katru gadu tiek atjaunoti vidēji

15 000 hektāru meža. 60 % jaunā meža tiek stādīti, bet

40 % lielā platībā mežs atjaunojas dabiski. Meža platības

atjauno arī privātie mežu apsaimniekotāji. Lai iestādītie koki

izaugtu tik lieli, ka tos var cirst koksnes ieguvei, atkarībā

no sugas lielākoties nepieciešami vismaz 70–80 gadi. Šo

gadu laikā par mežu nepieciešams rūpēties, to retinot un

aizsargājot no kaitēkļiem.

Viens no videi draudzīgākajiem enerģijas iegūšanas

veidiem ir biogāzes ražošana. Tā notiek lielos

rezervuāros, kuros tiek iepildīta biomasa – lopu

mēsli vai augu, piemēram, rapšu vai kukurūzas masa.

Baktērijas nodrošina šīs masas rūgšanu, un procesā

rodas gāze, kuru var izmantot elektrības ražošanai.

Savukārt saraudzēto masu var lietot lauku mēslošanai.

Latvijas Valsts mežzinātnes institūtā “Silava” ar

biotehnoloģiju palīdzību tiek pavairotas hibrīdapses;

sākotnēji tās aug laboratorijā, bet vēlāk tiek pārstādītas

augsnē. Šo apšu koksne ir piemērota gan papīra

ražošanai, gan kurināmā ieguvei.

14 B IOLOĢ I JA 7. K L ASE I

KĀDA IR BIOLOĢIJAS ZINĀŠANU NOZĪME CILVĒKA VESELĪBAS NODROŠINĀŠANĀ?

B IOLOĢ I JA IR Z INĀTNE PAR DZ ĪVA J I EM ORGAN ISMIEM

Cilvēki izsenis ir pētījuši sava organisma uzbūvi, kā arī no paaudzes paaudzei nodevuši zināšanas par tā ārstēšanas metodēm. Cil-vēkam ir nepieciešams iepazīt savu ķermeni, lai rūpētos par veselību, taču gadījumos, kad veselība ir traucēta, ir nepieciešama ārstu palīdzība.

Senatnē ārsti sniedza pirmo palīdzību un ārstēja visas

saslimšanas. Mūsdienās ārsti ir specializējušies noteiktu

veselības problēmu novēršanai. Arī ķirurgi līdztekus

vispārējai ķirurģijai specializējas neiroķirurģijā, asinsvadu

ķirurģijā u. c.

Senie ēģiptieši, Amerikas pirmiedzīvotāji un daudzviet citur

pasaulē dzīvojošie cilvēki jau senatnē bija pamanījuši, ka

vītola miza satur vielas, kas palīdz pret drudzi, sāpēm un

iekaisumu.

Vācu ķīmiķis Johans Buhners 1828. g. kā pirmais no vītola

mizas izdalīja aktīvo vielu, ko nosauca par salicīnu ( no

latīņu: salix – vītols, kārkls). Cilvēka organismā no salicīna

veidojas salicilskābe. Mūsdienās viens no populārākajiem

medikamentiem ir ķīmiski iegūtā acetilsalicilskābe, ko

pazīst arī kā pretsāpju līdzekli aspirīnu.

Aspirīnu ražo arī Latvijas farmācijas uzņēmumā “Grindeks”.

Farmakoloģija

Nereti cilvēka veselības uzlabošanai vai ārstēšanai

ir nepieciešami medikamenti. Bioloģijas nozare, kas

pēta ārstniecisko preparātu un citu vielu ietekmi uz

cilvēka organismu, ir farmakoloģija. Farmakoloģijas

pirmsākumi meklējami senatnē, kad cilvēki pētīja, kā-

das ārstnieciskas īpašības piemīt dažādiem augiem.

Farmakoloģija kā zinātne radās 17. gs., kad papildus

ārstniecības augiem sāka izmantot pirmos medika-

mentus.

Magnētiskās rezonanses

tomogrāfija ir vizuālās

diagnostikas metode, ar

kuras palīdzību iespējams

iegūt detalizētus cilvēka

iekšējo orgānu, piemēram,

galvas smadzeņu,

šķērsgriezuma un

trīsdimensiju attēlus.

Apstrādājot cilvēka hromosomas ar īpašām

krāsvielām un aplūkojot tās

mikroskopā vismaz

1000 reižu palielinājumā,

var redzēt, vai hromosomās

nav notikušas izmaiņas, kas

var izraisīt saslimšanu ar

asins vēzi (leikēmiju).

Ģenētiskās analīzes

Mūsdienās ir izgudrotas dažādas iekārtas un daudz-

veidīgas metodes slimību diagnostikai un veselības

novērtēšanai. Ar ultrasonoskopijas, magnētiskās re-

zonanses tomogrāfijas un datortomogrāfijas iekārtu

palīdzību ir iespējams ieskatīties cilvēka organisma

iekšienē. Laboratorijās cilvēku veselības izvērtēša-

nai ir iespējams veikt ne tikai asins analīzes, bet arī

ģenētiskās analīzes, pēc kuru rezultātiem var noteikt

izmaiņas viņu iedzimtības materiālā. Tas ļauj atklāt sli-

mības to attīstības agrīnos posmos.

151. NODAĻ A . KAS IR B IOLOĢ I JA?

KĀDA IR BIOLOĢIJAS ZINĀŠANU NOZĪME CILVĒKA IKDIENAS DZĪVĒ?

B IOLOĢ I JA IR Z INĀTNE PAR DZ ĪVA J I EM ORGAN ISMIEM

Cilvēki savā ikdienas dzīvē ik uz soļa sa-stopas ar bioloģijas pētījumu rezultātiem un izmanto zināšanas par dzīvo dabu. Cilvēki da-žādos veidos patērē dabas resursus un ar savu darbību ietekmē apkārtējo vidi.

Saules bateriju izmantošana ir videi draudzīgs enerģijas

ieguves veids, jo Saules gaisma ir neizsmeļams enerģijas

resurss, un to var izmantot gan ūdens uzsildīšanai, gan

elektroenerģijas ražošanai, tādējādi aizstājot citu dabas

resursu izmantošanu.

Atkritumu šķirošana nodrošina izgāztuvēs un poligonos

noglabājamo atkritumu apjoma samazināšanu un otrreizēji

izmantojamo materiālu atgriešanos apritē, tā ietaupot

dabas resursus.

Pienskābes baktērijas izdala pienskābi, kas pārvērš pienu

recekļveida masā. Pievienojot tai ogas, cukuru vai citas

sastāvdaļas, var iegūt jogurtu.

Dabas resursu izmantošana

Cilvēkiem ir nepieciešami dabas resursi pārtikas,

dažādu materiālu un enerģijas ieguvei, kā arī citām

vajadzībām. Pasaules iedzīvotāju skaita palielināša-

nās ir izraisījusi arī dabas resursu patēriņa palieli-

nāšanos, turklāt ir radījusi izmaiņas apkārtējā vidē,

piemēram, izmainot dabiskās ekosistēmas, izraisot

vides piesārņojumu, samazinot sugu daudzveidību.

Cilvēkam ir jāizprot ietekme uz vidi, lai varētu rīko-

ties atbildīgi un nodrošinātu dabas resursu ilgtspē-

jīgu izmantošanu.

Pārtikas ražošana

Lai ražotu pārtikas produktus, tiek izmantotas zinā-

šanas par organismu sastāvā esošajām vielām un to

apstrādes iespējām. Daudzu pārtikas produktu ra-

žošanā ir nepieciešami mikroorganismi, piemēram,

pienskābes baktērijas tiek izmantotas dažādu rau-

dzēto piena produktu ražošanā, bet maizes raugs –

maizes mīklas pagatavošanā.

Gatavojot ēdienus, cilvēki jau izsenis izmanto garš-

vielas – dažādu augu daļas (lapas, sēklas u. c.), kas

piešķir ēdienam izteiktāku, patīkamāku garšu.

Aplūko savas ģimenes pārtikas krājumus! IZVĒRTĒ, kādas

zināšanas ir bijušas nepieciešamas šo produktu ražošanā vai audzēšanā!

IZVEIDO domu karti, kas parāda šo pārtikas produktu ieguvē

nepieciešamās zināšanas!

16 B IOLOĢ I JA 7. K L ASE I

B IOLOĢ I JA IR Z INĀTNE PAR DZ ĪVA J I EM ORGAN ISMIEM

Darbojies pats – izpēti!

Darbojies pats – padziļini izpratni!

Izlasi 9. un 10. lpp. piemērus par dažādām cilvēka profesionālās darbības jomām!

1. Kādu bioloģijas apakšnozaru zināšanas ir nepieciešamas aprakstītajās profesionālās darbības jomās? 2. Raksturo, kādas zināšanas ir jāapgūst, lai nodrošinātu izpratni, darbojoties katrā aprakstītajā profesijā!

Izpēti pienskābes baktēriju izmantošanu jogurta pagatavošanā!

Darba mērķis: pārbaudīt, kādi apstākļi ir nepieciešami, lai pienskābes baktērijas saraudzētu pienu.

Tev būs nepieciešams piens 500 ml (0,5 l),5 glāzes, tīrkultūra 100 ml, cukurs 6 g, mērglāze vai mērkrūze, termometrs šķidruma temperatūras mērīšanai, piedevas jogurta garšas uzlabošanai.

1. Izmantojot mērkrūzi, nomēri 300 ml piena, pārlej katliņā un uzsildi līdz 35 °C! Ja nav pieejama plīts, trauku ar pienu var ievietot lielākā traukā ar siltu ūdeni.

2. Izmantojot mērglāzi vai mērkrūzi, 3 glāzēs ielej pa 100 ml uzsildītā piena!

3. Pirmajā glāzē ar silto pienu pievieno 2 tējkarotes tīrkultūras un 2 g cukura, samaisi un novieto siltā vietā! Skolā šim nolūkam var izmantot termostatu.

4. Atkārto to pašu, kas norādīts 3. punktā, ar otru piena glāzi, bet šajā glāzē nepievieno cukuru!

5. Atkārto to pašu, kas norādīts 3. punktā, ar trešo piena glāzi, bet šajā glāzē nepievieno tīrkultūru!

6. Izmantojot mērglāzi vai mērkrūzi, 2 glāzēs ielej pa 100 ml neuzsildītā piena!

7. Ceturtajā glāzē − ar neuzsildīto pienu − pievieno 2 tējkarotes tīrkultūras un 2 g cukura, samaisi un novieto ledusskapī!

8. Piektajā glāzē pienam nepievieno neko un atstāj to istabas temperatūrā!

9. Pēc 24 stundām ar tējkaroti samaisi visu glāžu saturu un pārbaudi, vai piens ir sarecējis jogurta masā! Salīdzini, kurās glāzēs jogurta masa ir visblīvākā!

10. Izsecini, kādi apstākļi ir visatbilstošākie pienskābes baktēriju darbībai!

Darbojies pats – novērtē sevi!

Kā tu vērtē savu prasmi veikt eksperimentu, izanalizēt tā rezultātus un izdarīt secinājumus?

Esmu iesācējs, jo bez skolotāja vai klasesbiedru palīdzības nevaru veikt aprakstīto darbu. Man vēl jāmācās analizēt eksperimenta rezultātus un izdarīt secinājumus.

Esmu darītājs, jo lielāko daļu aprakstīto darba gaitas soļu varu veikt bez skolotāja vai klasesbiedru palīdzības. Protu izanalizēt eksperimenta rezultātus un izdarīt secinājumus, atbildot uz konkrētiem jautājumiem.

Esmu lietpratējs, jo visus aprakstītos darba gaitas soļus varu veikt patstāvīgi. Spēju pats atrast risinājumus, ja sākotnēji kaut kas neizdodas. Pēc dotā parauga protu patstāvīgi izanalizēt eksperimenta rezultātus un izdarīt secinājumus.

Esmu eksperts, jo visus aprakstītos darba gaitas soļus varu veikt patstāvīgi. Spēju izplānot risinājumus, lai papildinātu vai uzlabotu eksperimentu. Protu patstāvīgi izanalizēt eksperimenta rezultātus un izdarīt secinājumus. Es labprāt palīdzu klasesbiedriem, lai attīstītu viņu spēju veikt eksperimentu.